【摘要】：近幾十年來,施肥、濫砍濫伐和化石燃料燃燒等人為因素導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)中活性氮大幅增加,氮沉降及其生態(tài)效應(yīng)成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究熱點之一。內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠位于我國西部,氮素是影響當?shù)刂脖簧L重要限制性因子。芽庫是克隆植物無性繁殖體的集合,承擔植被更新的作用,對植株生長模式具有決定性作用。但目前國內(nèi)外主要關(guān)注多年生草本芽庫研究,缺乏對木本植物芽庫的研究。因此,本文以干旱半干旱地區(qū)的建群種——白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)為研究對象,通過建立盆栽和天然白刺沙包施肥實驗,對其芽庫特征和生長指標進行計量,探討氮添加對白刺芽庫結(jié)構(gòu)和時空動態(tài)的影響,了解生態(tài)化學(xué)計量特征對白刺芽庫分配的養(yǎng)分指示作用。(1)氮添加對白刺幼苗地上芽庫的影響本研究通過盆栽控制實驗(氮添加量為0、12、24、49、73、98和122 gN·m~(-2)),對白刺幼苗的芽庫特征和生長指標進行統(tǒng)計分析,探討了白刺幼苗芽庫對氮添加的響應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),氮添加顯著增加了白刺幼苗芽和營養(yǎng)枝的數(shù)量,顯著降低了休眠芽和休眠枝數(shù)量,并對二級枝和三級枝的出芽率具有明顯的促進作用;隨著氮添加量遞增,幼苗營養(yǎng)枝有從基部向頂端移動的趨勢;氮平衡指數(shù)與白刺幼苗出芽強度、分枝強度、二級枝和三級枝出芽率呈二次非線性正相關(guān)關(guān)系;幼苗氮含量、氮積累量、地下部分形態(tài)特征與芽和營養(yǎng)枝數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系,與休眠芽和休眠枝數(shù)量呈負相關(guān)關(guān)系;白刺幼苗的莖、葉和地上部分總生物量均勻幼苗芽庫中芽、營養(yǎng)枝的數(shù)量以及發(fā)芽強度和分枝強度呈顯著正相關(guān),與休眠芽和休眠枝的數(shù)量呈顯著負相關(guān)。研究表明,氮添加改變了白刺幼苗芽庫的容量和空間結(jié)構(gòu),因此,白刺幼苗可以通過改變芽庫容量和空間分布來響應(yīng)養(yǎng)分有效性變化,同時氮添加通過調(diào)整芽庫結(jié)構(gòu)影響其生長。(2)氮添加對白刺芽庫種群統(tǒng)計學(xué)過程的影響本研究通過野外施肥實驗(氮添加量為0、10和20 gN·m~(-2)),對白刺分株芽庫進行計量,通過構(gòu)建矩陣模型,分析了氮添加對芽庫種群統(tǒng)計學(xué)過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),低、高氮處理均降低了休眠芽的存活率,提高了營養(yǎng)枝存活率、生殖枝存活率、芽萌發(fā)形成分枝的概率;低氮處理增加了生殖生長相關(guān)概率,高氮添加增加了營養(yǎng)生長相關(guān)概率;芽萌發(fā)形成分枝的概率對不同氮濃度對白刺分株種群生長率的影響最大,而營養(yǎng)枝和生殖枝的出芽率影響較小。這說明,氮添加顯著影響了白刺分株的種群統(tǒng)計學(xué)過程,提高了種群生長率;芽萌發(fā)形成分枝的概率是分株種群統(tǒng)計學(xué)過程的關(guān)鍵。(3)白刺地上芽分配模式對氮添加的響應(yīng)本研究通過野外氮施肥實驗(氮添加量為0、5、10、15和20 gN·m~(-2)),探討了白刺分生組織分配模式對氮添加的響應(yīng)。結(jié)果顯示:較小的分株具有更高的頂端優(yōu)勢,較大的分株具有更高的生殖投資和分支強度;氮添加條件下,生長季前期白刺傾向于異速生長,隨著時間的推移逐漸趨向于等速生長;C:N與植株的頂端優(yōu)勢存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,與分枝強度和生殖投資存在顯著負相關(guān)關(guān)系;N:P與植株的頂端優(yōu)勢存在顯著的線性負相關(guān)關(guān)系,與分枝強度和生殖投資存在顯著正相關(guān)關(guān)系。這說明白刺分株通過改變其分生組織分配模式來適應(yīng)氮有效性的變化,且植株的C:N和N:P對于白刺芽庫分配有較強的養(yǎng)分指示作用。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 5-1 生長季末期頂端優(yōu)勢（a）、分枝強度（b）和生殖投資（c）的異速生長關(guān)系Fig.5-1 Reduced major axis（RMA）regressions of the allometric relationship for apical dominance(abranching intensity(b), and reproductive effort (c) in the end of growth season注：圖中實心點代表各 N 添加下的平均值，，空心點代表不同個體的值；直線代表五個處理下（非均值）的回歸直線，對角線代表等速關(guān)系（斜率等于 1）。Closed symbols represent the mlocation of the different N addition, open symbols represent the individual allocation of differendition. Each line represents the regression line plotted through the individuals (not the means) for eecies. The leading diagonal line represents the slope (equal to one) of an isometric relationship.
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S793.9

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4 王瑞萍;高U

本文編號：2566957